内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这般不是肉眼所能看到的。文中主要介绍了热处理炉常用的耐火材料，保温材料的种类和特点。介绍了热处理炉的结构，设计，以及相关的计算。同时，介绍了电热元件材料的般性能，以及相关的计算与设计。为了实现节能的效果，文中还简要的介绍了当今箱是炉主要的节能方法和途径。关键词箱式，高温热处理，节能。第章绪论第二章热处理基础知识热处理原理热处理的主要工艺热处理设备第三章炉体材料耐火材料轻质耐火材料和绝热材料第四章高温箱式热处理炉的结构设计炉子结构设计炉膛尺寸的确定炉墙的砌筑炉顶的砌筑炉门的设计炉衬材料和厚度的确定钢结构的确定第五章热处理炉电热体设计电热元件材料电热元件材料应具有的性能各种电热材料的特性电炉功率的确定电热体尺寸及位置的确定电阻炉的接线方法的设计电热体的确定电热体的布置第六章箱式热处理炉的节能结论致谢参考文献第章绪论金属热处理是机械制造中的重要工艺之，与其他加工工艺相比，热处理般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这般不是肉眼所能看到的。箱式电阻炉在各种机器制造厂的热处理车间应用的很广泛，适用于单个小批大中小型零件的热处理，如退火正火回火以及固体渗碳等。带有特殊马弗室的箱式电阻炉，还可以用来进行固体渗铝和金属线带的光亮退火，由于用途比较广，人们常称它为万能电阻炉。根据各种不同的工作要求，箱式电阻炉的炉底有各种不同的构造，常见的有以下几种炉底固定式这种箱式电阻炉在实际应用中的数量最多，容量可以从数千瓦到数百千瓦，工件由人工装卸。炉底升降式这种箱式电阻炉主要用作大型铸锻件的回火和钢板的热处理，其容量大都在数百千瓦以上，其炉底为耐热合金钢制成的平车，需加热的工件即放置在上面，沿铁轨推至炉罩下面的工作台上，借电动机或液压装置把它升到炉膛内。平车与炉身接触处，可以用砂或其他液体密封，以便通入所需的各种保护气体避免工件的氧化和脱碳。炉底可移动式这种箱式电阻炉的炉底为有耐火砖与部分耐热合金钢制成的平车，但与炉底升降式的箱式电阻炉的平车不同，此平车是从通入炉内的轨道上沿水平方向推至炉中，车面正好是炉子的底，通常车轮车轴均露在炉外。平车的进出大都用电动机曳引，为了使炉子有足够的热量，往往在装载工件的平车的下面也装有电热元件，车面与炉身接触部分，也可用细沙密封。滚珠炉底式这种箱式电阻炉的结构，几乎全与炉底固定式箱式电阻炉相同，只是在它的炉底上砌有数条耐热合金钢轨道，在这些轨道上，均放有数颗耐热合金钢丸，装载工件的耐热钢底板，即放置在钢丸的上面，可使工件装载时的重力大为减轻，这种炉子的主要用途为大中型锻模的加热及固体渗碳，而不适用于小零件的热处理。随着社会主义建设的发展，热处理设备正日益显示重要作用。通过设计和制造新设备，改造旧设备，以适应飞跃发展的工业生产的需要，而气体渗碳炉的改造，主要围绕提高产品质量及设备的性能，改善劳动条件和消除公害等方面进行的，具体有以下几方面改善炉膛结构，合理布置加热元件，提高密封程度，强化炉气对流，以改善加热质量。加大炉子功率，采用新型筑炉材料，电热元件和新结构的烧嘴，以强化设备加热过程，提高加热效率。提高设备机械化自动化程度，提高劳动生产率和改善劳动条件。采用可控气氛炉，进行无氧化加热和提高化学热处理的效果。采用能提高节能效果的耐热钢，耐火材料，保温材料等新材料。第二章热处理基础知识热处理原理在热处理产品中为的热处理件为钢铁制品，包括钢厂生产的钢棒和钢管铸件锻件焊接件机加工件轧制件冲压件拉拔件或挤压件等。钢的热处理是将固态钢材采用适当的方式进行加热保暖和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。其共同点是只改变内部组织结构，不改变表面外形与尺寸。热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材料充分挖掘材料性能潜力降低结构重量节省和能源，而且能够提高机械产品质量大幅度延长机器零件的使用寿命。热处理工艺分类整体热处理包括退火正火淬火回火和调质表面热处理包括表面淬火物理气相沉积和化学气相沉积等化学热处理渗碳渗氮碳氮共渗等。热处理的主要工艺钢的退火将钢件加热到适当温度，保持定时间，然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。退火的作用降低硬度，提高塑性细化晶粒，消除组织缺陷，消除内应力，为淬火作好组织预备。退火根据加热温度可分为在临界温度以上或以下的退火，前者又称相变重结晶退火，包括完全退火扩散退火均匀化退火不完全退火球化退火后者包括再结晶退火及去应力退火。钢的正火将钢件加热到以上，保温适当时间后在静止空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的目的细化晶粒，均匀组织，调整硬度等。正火保温时间和完全退火相同，应以工件透烧，即心部达到要求的加热温度为准，还应考虑钢材原始组织装炉量和加热设备等因素。钢的淬火将钢件加热到或以上温度，保持定时间。然后以适当速度冷却获得或组织的热处理工艺。淬火的效果显著提高钢的强度和硬度。淬火的介质主要为水或油。主要的淬火方法有单介质淬火双介质淬火局部淬火马氏体分级淬火马氏体等温度淬火。钢的回火钢件淬火后，再加热到以下温度，保持定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。回火的作用稳定组织，消除淬火应力调整硬度强度塑性韧性。回火的主要方法有低温回火中温回火和高温回火。热处理设备在机械制造过程中，热处理占重要地位，它对保证产品质量，提高机器工作效能和延长机器使用寿命都起着重要的作用。在任何种热处理工艺，只有通过相应的设备才能实现。目前，热处理设备的种类已十分繁多，根据它们在热处理生产过程中所完成的任务，通常将热处理设备分为主要设备和辅助设备两大类。为了增加产量提高质量和改善劳动条件，推行流水生产和自动化生产，又组合成了许多综合热处理设备热处理联合机。主要设备是完成主要热处理工序所用的设备，包括加热设备和冷却设备。这类设备对热处理效果和产品质量起决定性的作用，两者之间又以加热设备为最主要，包括各种热处理炉和加热装置。辅助设备是完成各种辅助工序及主要工序所中的辅助动作所用的设备及各种工夹具。主要包括清洗设备校正设备起重运输设备控制气氛设备及各种工夹具等。热处理炉是最重要的热处理设备。为了便于选择使用和分析比较，常依以下几种特征进行分类按热能来源分类分为电阻炉燃料炉。按工作温度分类分为低温炉中温炉高温炉。按炉膛介质分类分为自然介质炉浴炉可控气氛炉真空炉。按作业规程分类分为周期作业炉连续作业炉。第三章炉体材料耐火材料用来建筑炉子的材料统称为筑炉材料，它包括耐火材料绝热材料筑炉砖地基材料和金属材料等。凡具有能抵抗高温以及在高温下所产生的物理和物理化学作用的材料统称为耐火材料。耐火材料的基本特性可以通过它的物理性能和工作性能来表示。耐火材料的物理性能包括体积密度真比重气孔率吸水率透气性耐压强度热膨胀性导热性导电性及热容量等。判断耐火材料的使用性能的重要指标有耐火度荷重软化点抗渣性耐极冷极热性重烧收缩等。热处理炉对耐火材料的性能的要求在高温下不发生熔化或软化在高温使用情况下能承受定得压力及其他机械负荷面部变形在高温长期使用情况下应保持定的体积稳定性当温度急剧变化时不致破裂和剥落能抵抗金属及炉气等的化学侵蚀作用制品必须具备定得外形尺寸对于热处理电阻炉来说，还要求在高温下有良好的绝热性能。不致因发热体接触而产生漏电。同时要求在高温下耐火材料与电热体相互间不起化学作用在不影响强度的情况下，密度应愈小愈好，这样既能减少炉衬耐火砖体的蓄热，又能降低炉子的热传导损失。各种热处理炉中用得比较普遍的耐火材料有普通耐火粘土砖轻质耐火粘土砖高铝砖刚玉砖硅砖金刚砂制品等数种。粘土砖粘土砖的原料主要是耐火粘土和高岭土，主要的矿物成分是高岭石。耐火粘土和般泥土不同的地方是杂质含量少，耐火度高大于。粘土砖的应用范围极广，可用来修砌热处理炉室燃烧室烟道烟囱等以及其他和高温炉气接触的内衬。高铝砖由矿物或含有高氧化铝的人造材料制成，般制品中的氧化铝的含量为，它的耐火度为，其耐极冷极热性及抗渣性亦很良好。高铝砖常被用来砌筑盐浴炉的炉膛和各种电阻炉的电热元件搁板。刚玉砖是属于高铝砖类的耐火砖，它由矾土刚玉铁矾土及其他材料以耐火粘土为结合剂用焙烧法制成。通常用作搁置各种电热元件的架板和用在耐火度及强度要求比较高的地方。硅砖是种含在以上的氧化硅质耐火材料。它是由石英岩粉碎后加石灰乳或其他粘接剂制成的。在评价硅砖的质量时，体积密度真比重及荷重软化点是三个主要指标。碳化硅质耐火材料是用碳化硅及少量加入物成型烧制而成。碳化硅是用纯石英砂和焦炭，并加入锯木屑和食盐混合后在特殊电炉内于高温下制得的。碳化硅制品当使用温度高于时易被氧化，并易被碱性炉渣所侵蚀。碳化硅质制品常用于制造耐火板，换热器元件，马弗炉及电炉的高电阻电热体等。轻质耐火材料和绝热材料在热处理炉的热支出项目中，炉墙本身的蓄热和通过炉墙向外散失的热量占有很大的比例。为了减少这方面的热损失，在砌筑热处理炉等热工设备时，常选用些轻质耐火材料和绝热材料。轻质耐火材料和绝热材料的特点是体积密度小，气孔率大，因而它本身所积蓄的热量和通过它向四周扩散的热量就大为减少。提高了炉温并降低了燃料的消耗量，同时还可以降低车间的温度改善劳动条件。目前采用三种方法制造轻质耐火材料烧掉加入物法生产轻质粘土砖时，配料中约含耐火粘土，熟料，此外并